ГлавнаяПерсоналии → Франк И. М.

Франк Илья Михайлович(1908—1990)

физик, ака­де­мик АН СССР (1968). Руко­во­ди­тель Лабо­ра­то­рии атом­ного ядра ФИАНа, осно­ва­тель и бес­смен­ный руко­во­ди­тель Лабо­ра­то­рии ней­трон­ной физики ОИЯИ. Лау­реат Нобелев­ской пре­мии (1958) за откры­тие и интер­пре­та­цию эффекта Черен­кова (сов­местно с Черен­ко­вым и Там­мом), лау­реат трех Государ­ствен­ных пре­мий СССР (1946, 1953, 1971).

Илья Михай­ло­вич Франк родился 23 (10) октября 1908 года в Петер­бурге в семье, дав­шей рус­ской куль­туре несколько выда­ю­щихся дея­те­лей. В 1926 году он посту­пил в Мос­ков­ский уни­вер­си­тет. После его окон­ча­ния в 1930 году Илья Михай­ло­вич в тече­ние несколь­ких лет рабо­тал в лабо­ра­то­рии А.Н. Тере­нина в Государ­ствен­ном опти­че­ском инсти­туте (Ленин­град), зани­ма­ясь изу­че­нием фото­хи­ми­че­ских реак­ций опти­че­скими мето­дами. Его работы в этом направ­ле­нии выде­ля­лись изя­ще­ством и ори­ги­наль­но­стью мето­дики, исчер­пы­ва­ю­щим ана­ли­зом экс­пе­ри­мен­таль­ных дан­ных. По их резуль­та­там два­дца­ти­ше­сти­лет­нему И.М. Франку была при­суж­дена док­тор­ская сте­пень.

В 1934 году Илья Михай­ло­вич пере­шел в Физи­че­ский инсти­тут им. П.Н. Лебе­дева АН СССР (ФИАН), кото­рый воз­глав­лял С.И. Вави­лов. Пони­мая зна­че­ние зарож­дав­шейся в то время ядер­ной физики, С.И. Вави­лов пред­ло­жил группе моло­дых сотруд­ни­ков пере­клю­читься на эту новую область. Илья Михай­ло­вич — оптик по склон­но­сти, по обра­зо­ва­нию и по опыту работы — неко­то­рое время коле­бался, но, в конце кон­цов, при­нял пред­ло­же­ние. Сов­местно с Л.В. Гро­ше­вым он начал работы по иссле­до­ва­нию недавно откры­того явле­ния рож­де­ния элек­трон-пози­трон­ных пар под дей­ствием гамма-лучей, про­дол­жав­ши­еся вплоть до 1939 года.

При­мерно в это же время П.А. Черен­ков под руко­вод­ством С.И. Вави­лова начал зна­ме­ни­тые иссле­до­ва­ния све­че­ния жид­ко­стей под дей­ствием радия (грамм радия был едва ли не основ­ным богат­ством ФИАНа). Как известно, П.А. Черен­ков обна­ру­жил, что под дей­ствием гамма-лучей все иссле­до­ван­ные им чистые жид­ко­сти испус­кают сла­бый свет. Серия раз­лич­ных экс­пе­ри­мен­тов убе­ди­тельно уста­но­вила необыч­ность свойств нового све­че­ния. С.И. Вави­лов пока­зал, что оно вызы­ва­ется элек­тро­нами, выби­тыми из ато­мов гамма-лучами, и не явля­ется люми­нес­цен­цией. При­рода его оста­ва­лась зага­доч­ной до 1937 года, пока И.Е. Тамм и И.М. Франк в работе, став­шей клас­си­че­ской, не дали этому «све­че­нию Вави­лова-Черен­кова» исчер­пы­ва­ю­щее, хотя и пара­док­саль­ное для того вре­мени объ­яс­не­ние.

Тогда уче­ный мир гип­но­ти­зи­ро­вали два вывода из тео­рии отно­си­тель­но­сти, выра­жав­ши­еся рас­хо­жими, но неточ­ными фра­зами: во-пер­вых, элек­трон не может дви­гаться быст­рее света; во-вто­рых, рав­но­мерно дви­жу­щийся заряд не излу­чает. Нужно было пре­одо­леть пси­хо­ло­ги­че­ский барьер, чтобы понять, что эти фразы, отно­ся­щи­еся к ваку­уму, не при­ме­нимы к дви­же­нию в пре­лом­ля­ю­щей среде. Илья Михай­ло­вич близко стоял к опы­там Черен­кова и пра­вильно оце­нил их досто­вер­ность. Здесь ярко про­яви­лись свой­ствен­ные ему непред­взя­тость мысли, спо­соб­ность к глу­бо­кому физи­че­скому ана­лизу, пони­ма­ние тон­ко­стей экс­пе­ри­мента, упор­ство в дости­же­нии цели, уме­ние выде­лить основ­ные, опре­де­ля­ю­щие черты явле­ния.

Трудно пере­оце­нить важ­ность этой работы, открыв­шей, по сути, новую область физики, кото­рую можно назвать опти­кой или элек­тро­ди­на­ми­кой реля­ти­вист­ски дви­жу­щихся источ­ни­ков в пре­лом­ля­ю­щей среде. Неуди­ви­тельно, что за нее С.И. Вави­лову, И.Е. Тамму, И.М. Франку и П.А. Черен­кову в 1946 году была при­суж­дена Государ­ствен­ная пре­мия СССР, а в 1958 году И.Е. Тамму, И.М. Франку и П.А. Черен­кову (С.И. Вави­лова тогда уже не было в живых) — Нобелев­ская пре­мия по физике.

Сле­ду­ю­щим шагом в этой обла­сти стала сов­мест­ная работа В.Л. Гин­збурга и И.М. Франка. Они рас­смот­рели поле рав­но­мерно дви­жу­ще­гося заряда, про­хо­дя­щего через плос­кую гра­ницу раз­дела двух сред с раз­ными коэф­фи­ци­ен­тами пре­лом­ле­ния. Уче­ные пред­по­ло­жили, что при этом должно испус­каться элек­тро­маг­нит­ное излу­че­ние, кото­рое авторы назвали пере­ход­ным. На прак­тике излу­че­ние было обна­ру­жено лишь в конце 50-х годов, через десять лет после тео­ре­ти­че­ского пред­ска­за­ния. И в после­ду­ю­щие годы инте­рес к этому явле­нию неуклонно воз­рас­тал. Были про­ве­дены раз­ра­ботки раз­лич­ных раз­но­вид­но­стей этого явле­ния, зна­че­ние кото­рого для науки было срав­нимо с откры­тием эффекта Вави­лова-Черен­кова. Ока­за­лось, что пере­ход­ное излу­че­ние может слу­жить эффек­тив­ным сред­ством для опре­де­ле­ния опти­че­ских свойств неод­но­род­ных сред, их поверх­но­стей, а также для опре­де­ле­ния пара­мет­ров излу­ча­ю­щих частиц, напри­мер энер­гии дви­жу­ще­гося заряда. Пони­ма­нием основ­ных осо­бен­но­стей излу­че­ния в неод­но­род­ных сре­дах, в част­но­сти сло­и­стых, наука во мно­гом обя­зана И.М. Франку, дав­шему в своих рабо­тах про­стые и общие объ­яс­не­ния.

В после­ду­ю­щие годы Илья Михай­ло­вич, не остав­ляя совсем своей люби­мой тема­тики, посте­пенно и, в опре­де­лен­ной сте­пени, под дав­ле­нием государ­ствен­ных инте­ре­сов все больше кон­цен­три­ру­ется на иссле­до­ва­ниях в обла­сти ядер­ной физики. С 1946 года И.М. Франк — руко­во­ди­тель вновь создан­ной Лабо­ра­то­рии атом­ного ядра ФИАНа. В этот период со всей остро­той встали науч­ные вопросы, свя­зан­ные с реше­нием атом­ной про­блемы. Одной из важ­ных задач в этой обла­сти, реше­нием кото­рой занялся Илья Михай­ло­вич с сотруд­ни­ками, явля­лось точ­ное опре­де­ле­ние пара­мет­ров уран-гра­фи­то­вых реше­ток и выяс­не­ние физи­че­ских зако­но­мер­но­стей пере­носа ней­тро­нов в них.

Новой идеей яви­лось пред­ло­же­ние Ильи Михай­ло­вича исполь­зо­вать в этих иссле­до­ва­ниях импульс­ный источ­ник ней­тро­нов. Выпол­нен­ные в 1954 году в ФИАНе экс­пе­ри­менты пока­зали высо­кую эффек­тив­ность метода и при­вели к обна­ру­же­нию ряда инте­рес­ных зако­но­мер­но­стей. Дру­гой цикл работ был посвя­щен экс­пе­ри­мен­таль­ному изу­че­нию реак­ций на лег­ких ядрах, в кото­рых испус­ка­ются ней­троны, изу­че­нию вза­и­мо­дей­ствия быст­рых ней­тро­нов с ядрами три­тия, лития и урана и изу­че­нию про­цесса деле­ния.

Выпол­не­ние ука­зан­ных иссле­до­ва­ний потре­бо­вало раз­ра­ботки ряда тон­ких и новых по тем вре­ме­нам экс­пе­ри­мен­таль­ных мето­дов. Этот цикл работ, выпол­нен­ных под руко­вод­ством Ильи Михай­ло­вича и отме­чен­ных в 1953 году Ста­лин­ской пре­мией, отли­чался высо­кой точ­но­стью, тща­тель­но­стью и закон­чен­но­стью. Такой стиль работы он пере­дал и своим уче­ни­кам, кото­рые уже само­сто­я­тельно раз­вили зало­жен­ные им направ­ле­ния иссле­до­ва­ний.

После орга­ни­за­ции в 1956 году в Дубне Объ­еди­нен­ного инсти­тута ядер­ных иссле­до­ва­ний (ОИЯИ) было при­нято реше­ние о созда­нии Лабо­ра­то­рии ней­трон­ной физики (ЛНФ) и стро­и­тель­стве импульс­ного реак­тора на быст­рых ней­тро­нах (ИБР). Воз­гла­вить эту лабо­ра­то­рию было пору­чено Илье Михай­ло­вичу, и с тех пор он бес­сменно, в тече­ние более трид­цати лет руко­во­дил боль­шим интер­на­цио­наль­ным кол­лек­ти­вом, насчи­ты­ва­ю­щим свыше шести­сот чело­век.

Под руко­вод­ством Ильи Михай­ло­вича на уни­каль­ном реак­торе ИБР в 1960—70 гг. про­во­ди­лись интен­сив­ные и пло­до­твор­ные иссле­до­ва­ния. Экс­пе­ри­мен­тами был охва­чен широ­кий круг задач ядер­ной физики с ней­тро­нами, а также были про­ве­дены нова­тор­ские иссле­до­ва­ния в физике кон­ден­си­ро­ван­ных сред мето­дом вре­мени про­лета. Кроме тра­ди­ци­он­ных иссле­до­ва­ний в обла­сти ней­трон­ной спек­тро­ско­пии были выпол­нены работы по фун­да­мен­таль­ной ядер­ной физике. В част­но­сти, с помо­щью пред­ло­жен­ного в ЛНФ ори­ги­наль­ного источ­ника поля­ри­зо­ван­ных ней­тро­нов были полу­чены уни­каль­ные резуль­таты по свой­ствам ядер­ных сил и харак­те­ри­сти­кам высоко-воз­буж­ден­ных состо­я­ний ядер — ней­трон­ным резо­нан­сам.

В эти же годы был суще­ственно модер­ни­зи­ро­ван и сам ИБР. Реак­тор был пре­вра­щен в гибрид­ный источ­ник ней­тро­нов, в кото­ром элек­трон­ный пучок, син­хро­ни­зи­ро­ван­ный с вра­ще­нием подвиж­ной части актив­ной зоны, ини­ци­и­ро­вал мощ­ный импульс ней­тро­нов в под­кри­ти­че­ском режиме реак­тора. После этого ИБР-30 (так он стал назы­ваться) пре­вра­тился в самый мощ­ный в Европе импульс­ный источ­ник ней­тро­нов. За эти работы И.М. Франку и руко­во­ди­мому им кол­лек­тиву была при­суж­дена Государ­ствен­ная пре­мия СССР.

Однако даль­ней­шее раз­ви­тие работ потре­бо­вало созда­ния нового, более мощ­ного источ­ника ней­тро­нов. Сов­мест­ными уси­ли­ями ЛНФ и НИКИЭТ был спро­ек­ти­ро­ван и в 1984 году запу­щен уни­каль­ный импульс­ный реак­тор ИБР-2. Его пико­вая мощ­ность дости­гала 1500 МВт, что сде­лало его миро­вым рекорд­сме­ном среди иссле­до­ва­тель­ских реак­то­ров по плот­но­сти ней­трон­ного потока. Илья Михай­ло­вич, как дирек­тор ЛНФ, с честью про­нес тяж­кий груз ответ­ствен­но­сти за созда­ние и пуск ИБР-2.

На этом реак­торе еще при жизни И.М. Франка были раз­вер­нуты широ­кие экс­пе­ри­мен­таль­ные иссле­до­ва­ния, кото­рые сде­лали ЛНФ одним из веду­щих миро­вых цен­тров в обла­сти рас­се­я­ния ней­тро­нов.

Осно­ван­ная и выпе­сто­ван­ная Ильей Михай­ло­ви­чем Фран­ком Лабо­ра­то­рия ней­трон­ной физики ОИЯИ стала одним из круп­ней­ших в мире цен­тром ней­трон­ных иссле­до­ва­ний, диа­па­зон кото­рых очень широк и охва­ты­вает физику ядра, эле­мен­тар­ных частиц, кон­ден­си­ро­ван­ных сред, при­клад­ные иссле­до­ва­ния. Все работы Лабо­ра­то­рии посто­янно нахо­ди­лись в поле зре­ния Ильи Михай­ло­вича. В неко­то­рых он при­ни­мал непо­сред­ствен­ное уча­стие, дру­гие обсуж­да­лись с ним, при­чем Илья Михай­ло­вич умел уви­деть в при­выч­ных, каза­лось бы, вещах новые сто­роны и осо­бен­но­сти явле­ний.

Много сил Илья Михай­ло­вич отда­вал научно-обще­ствен­ной дея­тель­но­сти, кото­рую начал еще в дово­ен­ные годы с обя­зан­но­стей уче­ного сек­ре­таря Комис­сии АН СССР по атом­ному ядру и про­дол­жал, будучи пред­се­да­те­лем Науч­ного совета АН СССР по физике атом­ного ядра. Педа­го­ги­че­ская дея­тель­ность Ильи Михай­ло­вича на про­тя­же­нии мно­гих лет была свя­зана с Мос­ков­ским уни­вер­си­те­том, где он заве­до­вал кафед­рой и читал лек­ции на физи­че­ском факуль­тете. Заслу­жен­ной извест­но­стью поль­зо­ва­лись Меж­ду­на­род­ные школы по ней­трон­ной физике, про­во­ди­мые раз в четыре года в ОИЯИ, бес­смен­ным орга­ни­за­то­ром и руко­во­ди­те­лем кото­рых был Илья Михай­ло­вич.

В послед­ние годы и даже месяцы жизни Илья Михай­ло­вич отдал много душев­ных сил вос­по­ми­на­ниям о его учи­те­лях и кол­ле­гах. Яркая, мастер­ски напи­сан­ная книга о С.И. Вави­лове стала его послед­ним обра­ще­нием к буду­щим поко­ле­ниям физи­ков.

Людям, знав­шим Илью Михай­ло­вича масти­тым науч­ным мэтром, трудно пред­ста­вить себе, что он вме­сте с бра­том Гле­бом Михай­ло­ви­чем, будучи участ­ни­ком зна­ме­ни­тых пред­во­ен­ных науч­ных экс­пе­ди­ций, более десяти раз под­ни­мался на вер­шину Эль­бруса для про­ве­де­ния раз­лич­ных иссле­до­ва­ний. Илья Михай­ло­вич был тон­ким зна­то­ком лите­ра­туры, насто­я­щим люби­те­лем при­роды — в стекле окна его рабо­чего каби­нета было круг­лое отвер­стие для птиц, кото­рые довер­чиво при­ле­тали к нему...

Илья Михай­ло­вич Франк оста­вил глу­бо­кий нести­ра­е­мый след в науке, в жизни его уче­ни­ков и кол­лег. Миро­вая извест­ность и науч­ные дости­же­ния Ильи Михай­ло­вича явля­ются гор­до­стью совет­ской и рос­сий­ской науки.

Скон­чался И.М. Франк 22 июня 1990 года. Похо­ро­нен в Москве на Вве­ден­ском клад­бище.

Литература

Франк Илья Михайлович
// Физики о себе / Отв. ред. В.Я. Френкель . — Л. : Наука, 1990. — С. 424–429. 
 
Илья Михайлович Франк : очерки и воспоминания
/ РАН, Отд-ние физ. наук; [ред.-сост.: А.С. Гиршева, А.И. Франк под общ. ред. В.Л. Аксенова]. - Москва : Наука, 2008. - 445, [1] с., [25] л. ил. 
 
Франк А.И. Илья Михайлович Франк
// Физика элементарных частиц и атомного ядра, 2008, т. 39, вып. 4. — С. 878–949 
 
Киселев Г. В. Академик И. М. Франк и советский атомный проект
// Вестн. Рос. акад. наук. — 2012. — Т. 82, № 11. — С. 1055—1063.